Como as solicitações para redes externas são roteadas?

Question

Quando eu quero chegar a alguma rede externa, digamos 1.1.1.1 do meu computador conectado à rede da classe C, qual desses dois cenários realmente acontecerá?

1. O sistema operacional do meu PC (NIC) sabe que eu quero acessar o endereço da minha rede interna e envia os pacotes diretamente para o gateway padrão.

   ou

2. Meu PC lida com essa solicitação como qualquer outra, enviando-a para o meu switch, que não conhece o endereço de destino, para reenviá-las a todos os dispositivos conectados. Como um deles é roteador, ele reenvia os pacotes para fora.

Ou estou completamente enganado?

    

Answer 1

Ambos, de certa forma. Em um nível de IP , seu computador sabe que está indo para um endereço externo e o envia diretamente para o roteador porque ele sabe que o roteador está agindo como um gateway para qualquer coisa que não esteja na sub-rede local (que ele determina usando o máscara de sub-rede ).

No entanto, switches e hubs operam um nível abaixo de IP, o nível de ethernet (especificamente, os dados camada de enlace, com IEEE 802 ethernet para ethernet com fio e dispositivos WiFi). Não sabe o que é um endereço IP ou o que eles significam. No entanto, ele entende algo chamado endereço MAC. Quando o seu computador envia um pacote, ele também inclui o endereço MAC do próximo dispositivo na rede que deve estar lidando com isso pacote. Neste caso, o roteador.

Quando um hub recebe um pacote, ele faz exatamente o que você descreveu - ele duplica o pacote e o envia todas as linhas na esperança de chegar ao seu destino. Qualquer dispositivo que receba o pacote, mas não seja o destinatário, simplesmente o descarte.

Um switch , por outro lado, é um pouco mais inteligente. Na verdade, ele mantém uma tabela de endereços MAC e os associa a cada porta, com base no tráfego de entrada. Dessa forma, quando tiver que enviar um pacote para um endereço MAC específico, ele saberá em qual porta ele precisa ser enviado. Isso ajuda a reduzir o congestionamento da rede.

    

Answer 2

Supondo que a máscara de rede no nic seja 255.255.255.0 , o pedido será enviado para o gateway padrão. Se a máscara de rede fosse configurada de forma que a rede necessária estivesse dentro do alcance, o PC lidaria com a solicitação.

    

Answer 3

Seu PC usa sua máscara de sub-rede para determinar se o endereço IPv4 de destino está fora da sub-rede. Se estiver, o seu PC planeja endereçar os cabeçalhos da camada Ethernet ao endereço Ethernet (MAC) do seu roteador. Se não souber o endereço MAC do seu roteador, ele usará o ARP para descobrir.

Portanto, na camada Ethernet, o pacote é endereçado ao seu roteador, mas na camada IP, o pacote ainda é endereçado ao endereço IP de destino original.

    

Answer 4

A pilha de IPs do sistema operacional determina para onde enviá-la da seguinte forma.

Primeiro, você precisa entender alguns endereçamentos básicos. Isso não será muito minucioso, mas espero que seja bom o suficiente para você ter uma ideia disso.

Para o IPv4, você tem um endereço de rede e um endereço de host. Portanto, para um endereço 192.168.1.10 com a máscara de sub-rede 255.255.255.0 você tem os primeiros 3 bytes usados para endereçar a rede. isto é, a parte 255.255.255. O bit 0 no final representa a parte do host do endereço. Na verdade, você também pode ter máscaras de sub-rede de 255.255.255.240. Mas, para simplificar, direi apenas que esses números são usados para determinar como os 4 bytes ou octetos que compõem o endereço são divididos entre a rede e os hosts.

No caso de uma máscara de sub-rede 255.255.255.0, a parte 0 no final significa que podemos ter 255 hosts.

Agora para a parte de roteamento.

Se estivermos enviando um pacote para 192.168.1.11, a pilha IP saberá que é um endereço local e apenas o enviará diretamente para 192.168.1.11, porque os primeiros 3 octetos correspondem à minha rede local. No entanto, se eu fosse enviar um pacote para 1.1.1.1, ele seria enviado para o que quer que seja definido como a rota padrão no meu sistema operacional. A rota padrão é um roteador que irá lidar com o "Eu quero enviar um pacote para 1.1.1.1 para mim". Portanto, qualquer coisa que não seja local e que não comece com 192.168.1 será enviada para o roteador padrão. Como o roteador sabe como chegar a 1.1.1.1 é sobre os protocolos de roteamento. Mas você simplesmente perguntou como os pacotes ficam "fora da rede", então espero que essa resposta explique bem o suficiente para você.

    

Answer 5

2) é facilmente respondida:
Seu PC não envia seus pacotes para um switch, pois ele não sabe que está lá.

Seu PC (ou melhor, sua pilha de rede) tem uma tabela de roteamento. Com base nas informações dessa tabela, pode:

• Repasse as informações para si mesmo (próprio IP ou host local)
• Enderece-o para uma NIC em uma rede local (conhecida por meio de seu próprio IP e da própria sub-rede)
• Saiba que não é local e envie-o por meio de alguém que esperançosamente sabe onde deve ir (também conhecido como gateway padrão).

Eu estou tentando chegar a uma resposta muito mais longa e detalhada, e em uma semana eu provavelmente postarei algo sobre networking na minha homepage. Enquanto isso, gostaria de direcioná-lo para uma resposta muito longa e extensa neste site irmão de sites: serverfault how-does-subnetting-work ?